Журнал неврологии и психиатрии / 2010 / NEV_2010_04_025

лению ходьбы — механотерапия. По сути это одна из форм лечебной физкультуры (ЛФК), которая используется уже около 150 лет [6]. Основоположником врачебной механотерапии был шведский физиотерапевт Густав Цандер, который в 1865 г. основал в Стокгольме первый в мире медико-механический институт для восстановления функции суставов и мышц после травматических повреждений и лечения болезней обмена веществ посредством активно-пассивных упражнений. Принципы механотерапии остаются неизменными по сей день, но произошли существенные изменения в используемых аппаратах. Если все тренажеры прошлого века были направлены на выработку простого движения — приведения, отведения, сгибания, разгибания в суставах, то современные механотренажеры — на восстановление определенной сложной комплексной функции, например ходьбы.

Как правило, в этих случаях используется система разгрузки массы тела (BWS — body weight support), обеспечивающая снижение нагрузки на конечности, что облегчает ходьбу пациентов, неспособных ходить в обычных условиях с полной массой тела.

Теоретической основой BWS является теория центрального спинального генератора циклических локомоций (CPG — Central Pattern Generators), согласно которой в спинном мозге существует цепь нейронов, выполняющая функции генератора шагания. Она ответственна за чередование периодов возбуждения и торможения различных мотонейронов и может работать в автоматическом режиме [16, 17]. Основной паттерн локомоторной программы ходьбы «запускается» сенсорной афферентацией от кожных и суставно-мышечных рецепторов. Таким образом, для активации спинального генератора необходимa aфферентация от стопы (опора на стопы) и от крупных проприорецепторов (мышечных и сухожильных рецепторов бедра). Ходьба с BWS теоретически позволяет осуществить эту задачу; в эксперименте «спинальная» кошка при использовании BWS была способна к ходьбе на тредмиле [13, 14].

В 1995 г. S. Hesse и соавт. [12] опубликовали результаты восстановительного лечения 7 пациентов, находящихся в раннем и позднем восстановительном периодах инсульта. Лечение было комбинированным: на одном этапе пациенты занимались на тредмиле с разгрузкой веса тела, на другом — получали курс ЛФК. В результате у всех пациентов прирост баллов по разным шкалам функциональных категорий ходьбы был значительно больше при тренировках на тредмиле по сравнению с ЛФК. Примерно с этого времени началась активная разработка и производство различных видов роботизированных механотренажеров.

Существует несколько вариантов электромеханических роботизированных механотренажеров, симулирующих ходьбу: по типу подвижных опор для стоп (Gait Trainer GT1, Haptic Walker, LokoHelp) и экзоскелетов (Lokomat, Auto Ambulator, ALEX). Многие из них являются экспериментальными. Наиболее широко используются тренажеры Lokomat и Gait Trainer GT1. Им посвящено наибольшее количество публикаций [15, 18]. Но в них не были определены четкие показания к занятиям с использованием роботизированной техники, не обозначен алгоритм занятий на тренажерах в сочетании с другими видами ЛФК, а также не производилась оценка эффективности использования тренажеров в остром периоде инсульта.

Целью данного исследования было создание доказательной базы о возможности использования роботизированных устройств для восстановления ходьбы у больных в остром периоде инсульта.

Материал и методы

Исследование было проведено в два этапа. Задачей первого этапа было выработать алгоритм применения роботизированной механотерапии в общей структуре комплексного восстановительного лечения в остром периоде инсульта; второго — сравнительная оценка эффективности схемы лечения с применением роботизированной механотерапии для восстановления ходьбы у больных в остром периоде инсульта.

В исследование были включены пациенты в остром периоде инсульта, неспособные к самостоятельной ходьбе. В основной группе были 53 пациента, 40 мужчин, 13 женщин в остром периоде ишемичеcкого (47 человек) и геморрагического (6) инсульта. Средний возраст больных был 59±10,4 года. Диагноз инсульта пациентам был установлен по совокупности клинических симптомов и данных нейровизуализации (КТ и МРТ головного мозга). Больные основной группы в комплексном восстановительном лечении проходили тренинг ходьбы на роботизированных механотренажерах Gait Trainer GT1 (далее GT1) и Motomed Viva 2.

Контрольную группу составили 25 сопоставимых по полу и возрасту пациентов в остром периоде инсульта. Больные контрольной группы в комплексном восстановительном лечении (кардиотренировка, гимнастика «Баланс», ЛФК) не получали занятий на указанных механотренажерах.

Тренажер GT1 (рис. 1) — роботизированное устройство, обеспечивающее комплексное обучение ходьбе и

Рис. 1. Роботизированный механотренажер GT1.

коррекцию походки, предназначенное для реабилитации пациентов с нарушением моторной функции после инсульта, повреждения спинного мозга, травмы мозга [14]. Данный комплекс позволяет пациентам отрабатывать циклические движения, задействованные при ходьбе, а также контролировать горизонтальное и вертикальное перемещение центра массы. В основу конструкции заложена возможность совершения эллипсоидных движений каждой ногой, что позволяет обеспечить в процессе ходьбы пациента формирование жесткого соотношения фаз шага опоры к переносу как 40% к 60%, характерное для нормальной ходьбы. Это позволяет добиться наиболее правильного двигательного стереотипа с коррекцией асимметрии походки и нормализацией патологического паттерна ходьбы. Кроме того, в аппарате отсутствует жесткая фиксация таза и коленных суставов, что обеспечивает большую свободу движений. На тренажере возможно плавное регулирование скорости в диапазоне от 0 до 70 шагов в минуту (0—2,3 м/с). Максимально допустимый вес пациента 120 кг.

Основным критерием допуска к занятиям на роботизированном механотренажере была адекватность вегетативной пробы на ортостаз, что свидетельствовало о возможности активного перевода больного в вертикальное положение, необходимого для начала обучения ходьбе. Из исследования исключались пациенты с тяжелой декомпенсированной соматической патологией (сердечной, дыхательной, печеночно-почечной недостаточностью и др.); любыми другими неврологическими заболеваниями

ссиндромами выпадения; грубой ортопедической патологией нижних конечностей и туловища; имевшие значительные трудности при передвижении до инсульта; с выраженными когнитивными нарушениями исключающими возможность понимания больным заданий.

Каждый пациент обследовался по специально разработанной программе. Мышечную силу в проксимальных и дистальных группах мышц нижних конечностей исследовали по шкале Комитета медицинских исследований, мышечный тонус в нижних конечностях — шкале Ашфорт, амплитуду сухожильных рефлексов с нижних конечностей — шкале рефлексов [1, 2]. Документировали наличие нарушений проприоцептивной чувствительности и атаксии. Для оценки качества поддержания равновесия использовали тест устойчивости стояния и тест Берга, для оценки качества передвижения — 5-метровый тест

свычислением скорости ходьбы, шкалу функциональных категорий ходьбы (ФКХ), шкалу Тиннети (оценка двигательной активности у пожилых) [1]. Для комплексной оценки способности больного к самообслуживанию использовали шкалу Бартел (интегративный показатель самообслуживания) [1]. Состояние сердечно-сосудистой системы оценивали по показателям артериального давления (АД), данным электрокардиограммы и эхокардиографии (показатели фракции выброса варьировали от 43 до 72%; средний — 59,9±6,5%). Толерантность к физическим нагрузкам оценивали по реакции на малонагрузочные функциональные (вегетативные) пробы. Длительность реабилитационного курса составила 2 нед, количество занятий на GT1 — от 5 до 12 (в среднем 7±1). Все больные обследовались дважды: при включении в исследование и перед выпиской из стационара.

Статистическую обработку результатов осуществляли

спомощью унифицированных компьютерных программ

— Statistika и Biostat. Результаты были представлены в виде среднее арифметическое±стандартное отклонение (М±m). Достоверность различий устанавливали с помощью непараметрических критериев: Вилкоксона для сравнения показателей до и после лечения, Манна—Уитни для оценки различий между основной и контрольной группами, χ2 для качеcтвенных данных. При всех видах статистического анализа различия считались достоверными на уровне значимости р<0,05.

Результаты

Алгоритм включения роботизированной механотерапии

всхему комплексного восстановительного лечения

востром периоде инсульта

Одна из особенностей ЛФК в остром периоде инсульта — постоянное наблюдение за реакцией сердечнососудистой системы на физическую нагрузку последовательно на всех этапах реабилитационного процесса. Так как тренировка ходьбы на GT1 относится к циклическим аэробным упражнениям и требует достаточной толерантности к физическим нагрузкам, пациент проходит этапы последовательной вертикализации с расширением двигательного режима только после получения адекватной реакции на соответствующую функциональную (вегетативную) пробу [1].

Начинают занятия ЛФК уже в острейшем периоде ишемического инсульта. Врач ЛФК определяет двигательный режим и объем реабилитационных мероприятий. С этой целью во время осмотра проводится ряд малонагрузочных функциональных проб: с комфортным апноэ, гипервентиляцией, полуортостазом, ортостазом. Данные пробы проводятся в строгой очередности друг за другом, с отслеживанием реакции сердечно-сосудистой системы на нагрузку; в случае возникновения неадекватной реакции проведение последующей пробы невозможно. Начиная с 1-х суток в отделении нейрореанимации врачами ЛФК проводится комплекс мероприятий, включающих позиционирование, кардиотренировку, глазодвигательную гимнастику, лечебную гимнастику (ЛГ) по системе Ба- ланс-1 Войта, пассивную вертикализацию с применением стола — вертикализатора. На этом этапе задачами реабилитационного лечения являются восстановление стереотипа дыхания, выравнивание давления внутри брюшной и грудной полостей, восстановление глубокой чувствительности, чувства вибрации, растяжения, стабилизация положения лопатки и таза в покое и при активном движении, увеличение объема движений в плечевых и тазобедренных суставах, достижение полной активности в горизонтальном положении, начало вертикализации, увеличение толерантности к общим нагрузкам.

После перевода пациента из блока нейрореанимации в отделение неврологии (в среднем на 4—5-е сутки от начала инсульта) задачи реабилитационного лечения расширяются за счет как увеличения спектра применяемых методов, так и используемого оборудования. Увеличение силы мышц бедра, ягодичных мышц, мышц передней брюшной стенки, плеча, вращающей манжеты плеча; увеличение объема движения в коленных и локтевых суставах, активное поддержание положения на четвереньках и сидя, являются начальными задачами. Дальнейшее увеличение толерантности к физическим нагрузкам (кардиотренировка) уже может сочетаться с движениями, направ-

Рис. 2. Роботизированный механотренажер Motomed Viva 2.

ленными на восстановление двигательной функции организма и осуществляется в положении сидя с использованием роботизированного тренажера Motomed Viva 2 (рис. 2). К тренажеру допускаются лица с адекватной реакцией на пробу с полуортостазом. Продолжительность и интенсивность кардиотренировки подбирается индивидуально. Занятия осуществляются путем выполнения верхними или нижними конечностями циклических вращательных движений, различных по направлению вращения, степени активного усилия, характеру мышечного сокращения, темпу выполнения и продолжительности. Так как используемая работа является циклической, она может применяться для восстановления или увеличения выносливости (толерантности к физическим нагрузкам) при соблюдении условий точной дозировки интенсивности воздействия по длительности, скорости, сопротивлению вращению [10]. Возможность выполнения пассивного вращения верхними и нижними конечностями позволяет проводить кардиотренировки у пациентов с мышечной силой до 3 баллов и сниженной функцией сердечно-сосудистой системы.

При достижении адекватной реакции на пробу с ортостазом пациент переводился на другой режим работы на тренажере Motomed Viva 2 — сервотренировку без какоголибо сопротивления. Если в течение 10 мин (минимальное время занятия на тренажере GT1, включающее как установку пациента в тренажер, так и непосредственно ходьбу) у пациента не возникало признаков снижения функций сердечно-сосудистой системы (падение АД и урежение пульса или подъем АД на 40 мм рт.ст. и выше с учащением пульса на 24 удара в минуту), начинались занятия на тренажере GT1.

Во время проведения занятий на GT1 также мониторируется реакция сердечно-сосудистой системы, и при появлении первых признаков неадекватности занятие прекращается. Если такой тип реакции имеет место, с пациентом продолжается работа на тренажере Motomed Viva 2, направленная на увеличение его толерантности к физической нагрузке.

Занятия на тренажере GT1 включают установку пациента в тренажере и первый цикл ходьбы вперед в течение 5 мин. При адекватной реакции, пациент отдыхает 3 мин (время, необходимое для восстановления первоначальных значений ЧСС и АД), затем повторно ходит 5 мин вперед. Если во время второго подхода не наблюдается неадекватная реакция, то после 3-минутного отдыха пациент в третий раз начинает ходить на GT1, но уже назад в течение 5 мин. Таким образом, схема комплекса такова: занятия на столе Бобата, кардиотренировка на тренажере Motomed Viva 2, выработка правильного стереотипа ходьбы на тренажере GT1. Выполнение комплекса в среднем занимает 1,5 ч и для подготовленного пациента не вызывает трудностей.

Эффективность тренировки ходьбы на роботизированном механотренажере GT1 у больных в остром периоде инсульта

До начала занятий на тренажере GT1 (в среднем 13— 14-е сутки от начала инсульта) большинство больных имели практически равные функциональные возможности: 0—1 балл по тесту устойчивости стояния (не может стоять либо способен стоять на расставленных ногах менее 30 с), 18±5 баллов по тесту Берга (прикован к инвалидному креслу), 0—1 балл по шкале ФКХ, т.е. больной не способен ходить (грубые ограничения жизнедеятельности), большинство (80%) пациентов были не способны передвигаться на 5 м, по шкале Бартел у большинства пациентов были грубые ограничения жизнедеятельности (40±10 баллов). Кроме пареза, первичный неврологический дефект у включенных в исследование больных проявлялся нарушениями чувствительности, в том числе проприоцептивной, и координации. Нарушения проприоцептивной чувствительности в суставах нижних конечностей были выявлены у 37,7% больных основной и 40%

больных контрольной групп, атаксия в нижних конечностях — у 37,7 и 32% пациентов соответственно (р>0,05).

В результате проведенного комплексного восстановительного лечения с применением роботизированной механотерапии в основной группе больных была выявлена достоверная (р<0,05) положительная динамика по шкалам, характеризующим функциональные способности — к стоянию, передвижению, самообслуживанию (табл. 1). Достоверных различий в глубине пареза между больными основной и контрольной групп перед выпиской из стационара не было (р<0,05). При этом показатели достижений больных основной группы по шкалам, характеризующим способности к стоянию, ходьбе и самообслуживанию были достоверно (р<0,05) выше, чем у пациентов контрольной группы (табл. 2). После проведенных тренировок на GT1 большинство больных были способны стоять на расставленных ногах более 30 с, передвигаться с опорой или полностью самостоятельно (по шкале Берга 28,4±14,5 балла); значительно улучшилась способность к самообслуживанию (по шкале Бартел 73±16 баллов).

После проведенного комплексного восстановительного лечения в основной группе больных, получавших тренинг на GT1, достоверно (р<0,05) уменьшилось число больных с нарушениями проприоцептивной чувствительности и атаксией в нижних конечностях до 9,4 и 11,3% соответственно, в контрольной группе существенной положительной динамики по этим показателям не было (рис. 3).

Обсуждение

Согласно концепции Гленна Домана (G. Doman [11]) американского ученого, занимавшегося реабилитацией детей с тяжелой церебральной патологией еще в 40-х годах 20 века: «Дорога развития, по которой идет любой здоровый человек, очень четко определена, и на ней не существует никаких объездов, перекрестков и пересечений».

Известно, что развитие движений в онтогенезе проходит следующие этапы: подъем головы в положении на животе, поворот со спины на живот, подъем верхней части туловища вначале на согнутые, а затем на вытянутые руки, ползание на животе, подъем туловища на вытянутых руках и согнутых ногах, ползание на четвереньках, свободное стояние и ходьба на разогнутых ногах с сохранением равновесия. В этой последовательности развития движений отражается закон краниокаудального (нисходящего) направления развития [8]. Восстановление после гемиплегии проходит те же стадии, что и раннее развитие младенца, а восстановление контроля за туловищем протекает в той же последовательности, что и рост ребенка. Сначала появляется контроль головы вслед за переворачиванием, затем — равновесие сидя, потом стоя; и, наконец, хождение с постепенно нарастающими скоростью и

устойчивостью [3]. В реабилитации больных с церебральным инсультом выделяют 5 основных этапов, широко известных в нашей стране по комплексной системе онтогенентически ориентированных реабилитационных мероприятий. При реабилитации невозможно пропустить ни один из этих этапов. Функциональная система движений у людей, перенесших церебральную катастрофу, высокочувствительна к воздействию таких отрицательных факторов, как гиподинамия, которая приводит к снижению или нарушению функциональных связей или к попытке обучению движениям более высокого порядка в обход более ранней стадии, в результате чего формируются «нефизиологичные», «нефункциональные» связи, нарушается воздействие мышечных тяг на суставы конечностей и туловища, т.е. формируются патологические позы и движения. В связи с этим при проведении реабилитационных мероприятий у больных с инсультом необходима постоянная, ежедневная разносторонняя оценка функционального состояния пациентов [9]. Именно поэтому до того как пациент начинает обучение ходьбе, в том числе на роботизированном тренажере, ему необходимы занятия с квалифицированным специалистом, который не только производит подготовку кардиореспираторной системы к вертикализации, но и готовит пациента к самой ходьбе. Только в этом случае будут созданы условия для эффективной программы восстановления ходьбы.

Согласно полученным в настоящем исследовании данным, использование роботизированных механотренажеров наиболее рационально при соблюдении следующих правил: возможность реализации технических условий, соответствующее состояние дыхательной и сердечнососудистой систем (адекватность функциональных проб), наличие минимальной постуральной активности (воз-

Рис. 3. Нарушения проприоцептивной чувствительности и атаксии у пациентов основной (I) и контрольной (II) групп (% от общего числа больных) до и после реабилитации.

можность поддержания вертикальной позы с опорой), возможность изометрической работы в мышцах проксимальнее перемещаемого сегмента (мышцы туловища, а особенно пояснично-крестцовой области и брюшной стенки), возможность осуществлять физическую активность мышц нижних конечностей (мышц бедра и голени, сгибателей и разгибателей стопы). Так как ходьба — это движение, предусматривающее возможность выполнения работы мышцами с различными вариантами рекрутирования двигательной энергии, необходимы тренировки, последовательно включающие преимущественно следующие режимы мышечной работы: сначала изометрическое (удержание позы), затем изотоническое концентрическое

(сгибание, разгибание), затем изотоническое эксцентрическое (удлинение при удержании массы).

Также рационально использование роботизированного механотренажера при наличии афферентного пареза и атаксии в связи с наличием значительной афферентации от стопы и крупных проприорецепторов бедра, которая «запускает» основной паттерн локомоторной программы ходьбы за счет обратной связи между этой сенсорной импульсацией и спинальным генератором.

Выполнение этих условий с помощью роботизированного тренажера позволяет начинать совершенствовать такие сложные функции, как ходьба, при еще сохраняющемся неврологическом дефиците (парез).

2.Беляев В.И. Спастика. М 2003; 152.

3.Ворлоу Ч.П., Денис М.С., Ван Гейн Ж и др. Инсульт. Практическое руководство для ведения больных. Ст-Петербург: Политехника 1998.

4.Гусев Е.И., Скворцова В.И., Крылов В.В. Снижение смертности и инвалидности от сосудистых заболеваний мозга в Российской федерации. Сборник материалов 80 сессии общего собрания РАМН, 2007.

5.Гусев Е.И., Скворцова В.И., Стаховская Л.В. Эпидемиология инсульта в России. Инсульт. Прил к журн неврол и психиат 2003; 8: 4—9.

6.Довгань В.И., Темкин И.Б. Механотерапия. М: Медицина 1981; 128.

7.Иванова Г.Е. Восстановительное лечение больных с инсультом. Рос мед журн 2002; 1: 48—50.

8.Поляев Б.А., Лайшева О.А., Парастаев С.А. Современные представления о возможных механизмах коррекции нарушений функциональной системы движений. Вестн РГМУ 1999; 1: 38—41.

9.Чоговадзе А.В., Скворцова В.И., Иванова Г.Е. Система ранней реабилитации больных с инсультом. Вестн РГМУ 1999; 1: 6: 42—46.

10.American Association of Cardiovascular and Pulmonary Rehabilitation. Guidelines for cardiac rehabilitation programs. Champaign, IL: Human Kinetics 1991; 9—15.

11.Doman G. What to do about your brain-injured child. Juridiskais birojs VINDEX, SIA 2007; 330.

Weight Support Compared With Physiotherapy in Nonambulatory Hemiparetic Patients. Stroke 1995; 26: 976—981.

13.Hesse S. Recovery of gait and other motor functions after stroke: novel physical and pharmacological treatment srtateegies. Restor Neurol Neurosci 2004; 22: 3—5: 359—369.

14.Hesse S., Schmidt H., Werner С. Machines to support motor rehabilitation after stroke: 10 years of experience in Berlin. J Rehabil Res Dev 2006; 43: 5: 671—678.

15.Hilder J., Nichols D., Pellicio M. et al. Multicenter randomisated clinical trial evaluating the effectiveness of the LOKOMAT in sucacute stroke. Neurorehabilitation and Neural Rep 2009; 23: 1: 5—13.

16.Kosak M.C., Reding M.J. Comparision of partial body — weight — supported treadmill gait training versus aggressive bracing assisted walking post stroke. Neurorehabil Neural Rep 2000; 14: 1: 13—19.

17.Peurala S. et al. Gait characterisrics after gait — oriented rehabilitation in chronic stroke. Restor Neurol Neurosci 2005; 23: 2: 57—65.

18.Tong R.K., Ng M.F., Li L.S. Effectiveness of gait training using an electromechanical gait trainer, with and without functional electricstimulation, in subacute stroke: a randomized controlled trial. Arch Phys Med Rehabil 2006; 87: 10: 1298—1304.